JP2670743B2 - 熱硬化性樹脂組成物 - Google Patents

熱硬化性樹脂組成物

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JP2670743B2 JP24071093A JP24071093A JP2670743B2 JP 2670743 B2 JP2670743 B2 JP 2670743B2 JP 24071093 A JP24071093 A JP 24071093A JP 24071093 A JP24071093 A JP 24071093A JP 2670743 B2 JP2670743 B2 JP 2670743B2
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功 丸山
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、優れた作業性を有し、
かつ優れた機械的強度および耐熱性を有する硬化物を与
える熱硬化性樹脂組成物に関するものである。さらに詳
しくは、エポキシ樹脂と新規物質である特定構造を有す
るビスアルケニル置換ナジイミドを樹脂成分とする熱硬
化性樹脂組成物に関するものである。この樹脂組成物
は、積層材料、注型材料、成形材料、接着剤、塗料およ
びコーティング剤等として有用であり、またガラス繊維
または炭素繊維等を強化材とする複合材料としても有用
である。
【0002】
【従来の技術】従来より、電気・電子分野、航空・宇宙
分野および自動車・車両分野等において、熱硬化性樹脂
がかなり多量に用いられてきた。しかし、最近の機器の
高性能化、小型化、また軽量化に伴い、これらの分野で
使用される材料は薄肉化され、また高温に長時間さらさ
れる等、使用条件が一段と苛酷になり、より優れた機械
的性質、特に機械的強度、耐熱性および耐環境性を有し
た熱硬化性樹脂の開発が求められている。
【0003】従来、該分野においては、エポキシ樹脂、
マレイミド樹脂、ナジイミド樹脂およびポリイミド樹脂
等が用いられてきた。しかし、エポキシ樹脂は、機械的
特性および電気的特性に優れているものの、耐熱性が必
ずしも十分ではなく、また、縮合型のポリイミド樹脂
は、耐熱性は優れているものの、ほとんどのものは不
溶、不融であるため、成形、加工が困難であった。ま
た、付加型のビスマレイミド樹脂およびビスナジイミド
樹脂等が開発されたが、該ビスナジイミド樹脂を熱重合
して得られる硬化物は、耐熱性は高いが、極めて脆く、
熱衝撃によってクラックを発生しやすく、また、該ビス
ナジイミド樹脂は、その硬化物の耐熱性は、該ビスマレ
イミド樹脂同様高いが、成形性が極めて悪い等、いずれ
も単独では実用に耐え得るものではなかった。
【0004】上記のような欠点を改良し、付加型のビス
マレイミド樹脂およびビスナジイミド樹脂の特性である
優れた耐熱性を生かし、しかも実用に十分耐え得る樹脂
として、該ビスマレイミド系では、N,N´−4,4´
−ジフェニルメタンビスマレイミドと4,4´−ジアミ
ノジフェニルメタンのプレポリマーであるポリアミノビ
スマレイミドが開発された。しかし、該ポリアミノビス
マレイミドは、優れた耐熱性を示すものの、溶融粘度が
高く注型が困難であるほか、硬化の際にボイドが生成し
やすく、物性低下を引き起こすという問題があり、ま
た、ビスナジイミド系では、原料である酸無水物(エス
テル)とジアミンを溶媒に溶かしてオリゴマー化しワニ
スとして使用するとか、高分子量化するのに苛酷な反応
条件(たとえば300℃のような高温成形)を必要とす
る等、特殊な硬化方法を採用しなければならないという
問題があった。
【0005】そこで、エポキシ樹脂の優れた機械的特性
および電気的特性と、付加型ポリイミド樹脂の優れた耐
熱性の両方の特性を兼ね備えた熱硬化性樹脂組成物が提
案された。
【0006】たとえば、ポリアミノビスマレイミドにエ
ポキシ樹脂を配合する方法(特公昭47−42160号
公報)が有効であると考えられ、いくつかの関連発明
(特開昭53−34895号公報)が出願されている。
しかし、これらの樹脂の組み合わせは、相溶性は良好で
あるものの、ポリアミノビスマレイミドは融点が比較的
高いため、エポキシ樹脂と混合するには高温を必要と
し、また該イミド中の残存アミンとエポキシ樹脂が反応
するため安定性に難があり、作業性に悪影響を与えるば
かりでなく、ポリアミノビスマレイミド本来の耐熱性が
発揮されにくいという問題があった。
【0007】また、N,N´−4,4´−ジフェニルメ
タンビスマレイミド等のビスマレイミド樹脂とエポキシ
樹脂の組み合わせについても、両成分の相溶性が良くな
いため、これらを無溶媒系で相溶させるには高温が必要
であり、相溶後、温度の低下に伴い結晶が析出しやすい
ため、可使時間が短くなるという欠点があった。
【0008】最近、ポリアミノビスナジイミドより融点
が低く、しかも、より優れた耐熱性を示す硬化物を与え
るビスアルケニル置換ナジイミドが開発された。この樹
脂はエポキシ樹脂との相溶性が極めて良好で、該ビスア
ルケニル置換ナジイミドとエポキシ樹脂からなる組成物
に、イミダゾール触媒を加え硬化させるというものであ
る(特開昭60−124619号公報、特開昭61−1
8761号公報)。また、本発明者等は、先に、このビ
スアルケニル置換ナジイミドにエポキシ樹脂を組み合わ
せた組成物に関し、触媒としてオニウム塩、またはオニ
ウム塩と弱い還元剤もしくは安息香酸銅を組み合わせる
という特定の触媒を用いると、当該組成物を比較的低温
で硬化させることができ、かつ当該組成物の貯蔵安定性
が向上することを知見し、アルケニル置換ナジイミド−
エポキシ樹脂−オニウム塩系触媒からなる組成物を提案
した(特願平4−136370号)。これらの組成物
は、成形、加工性が改良され、得られる硬化物の耐熱性
も高いものであるが、未だ機械的強度は十分高いとは言
えなかった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、接着性、機
械的性質が良好で価格の安いエポキシ樹脂に、耐熱性、
難燃性および相溶性が良好で、融点が低く、かつ力学的
性質の優れた新規物質である特定構造のビスアルケニル
置換ナジイミドを組み合わせ、さらにこの混合樹脂組成
物に硬化触媒を配合することによって、作業性が良好
で、しかも比較的低い温度、短時間で硬化反応が進行
し、両者の優れた性質、特に優れた機械的強度を有する
硬化物を与える熱硬化性樹脂組成物を提供しようとする
ものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者等は先に、従来
のアルケニル置換ナジイミドに比べ、その硬化物が金属
等に対し極めて優れた接着性および密着性を示し、また
耐熱性および力学的性質の点でも優れている新規な特定
構造のアルケニル置換ナジイミドを提案した(平成5年
8月13日出願)。
【0011】そして、この新規なアルケニル置換ナジイ
ミドの特異な性質を応用、展開すべく、さらに研究を進
めたところ、この新規なアルケニル置換ナジイミドにエ
ポキシ樹脂と硬化触媒を加えて組成物を構成すると、こ
の組成物の硬化物は、新規なアルケニル置換ナジイミド
の特異な性質が発揮されて、従来のアルケニル置換ナジ
イミド、エポキシ樹脂および硬化触媒からなる組成物の
硬化物に比べて、金属等に対する接着性、密着性、耐熱
性および力学的性質の点で優れ、特に機械的強度が優れ
ていることを見出して本発明を完成した。
【0012】すなわち、本発明の要旨は、(A)エポキ
シ樹脂、(B)一般式[1]
【化5】 {式中、R1およびR2はそれぞれ独立に選ばれた水素ま
たはメチル基、Eは一般式[2]
【化6】 (式中、aは0または1の整数、R3およびR3'はそれ
ぞれ独立に選ばれたC1〜C4のアルキレン基またはC5
〜C8のシクロアルキレン基を表す。)で表されるアル
キレン・フェニレン基を表す。}で表されるビスアルケ
ニル置換ナジイミド、および(C)硬化触媒を必須成分
として含有することを特徴とする熱硬化性樹脂組成物に
ある。
【0013】本発明の熱硬化性樹脂組成物は、良好な相
溶性と作業性を有し、しかも比較的低い温度、短時間で
硬化反応を引き起こし、機械的強度、耐熱性、接着性、
密着性および難燃性等に優れた、特に機械的強度に優れ
た硬化物を与える。
【0014】本発明についてさらに詳述すると、本発明
で用いられる(A)成分のエポキシ樹脂は、特に限定さ
れるものではなく、公知のすべてのエポキシ樹脂が使用
可能である。たとえばビスフェノールとエピクロルヒド
リンの反応によって得られるビスフェノール型エポキシ
樹脂、フェノールノボラック樹脂やクレゾールノボラッ
ク樹脂とエピクロルヒドリンの反応によって得られるノ
ボラック型エポキシ樹脂、レゾルシノールあるいはハイ
ドロキノンのような多価フェノールとエピクロルヒドリ
ンの反応によって得られるポリヒドロキシベンゼン型エ
ポキシ樹脂、トルイジンやアニリンなどの芳香族アミン
とエピクロルヒドリンの反応によって得られる含窒素エ
ポキシ樹脂、シクロヘキセン、ビニルシクロヘキセン、
シクロペンタジエン、ジシクロペンタジエンなどを出発
原料とする脂環式エポキシ樹脂、ブタンジオール、ヘキ
サンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、
ペンタエリスリトールなどのジまたはポリグリシジルエ
ーテル類、エポキシ樹脂にシラノールを反応させて得ら
れる含ケイ素エポキシ樹脂、イソシアヌール酸から得ら
れる含窒素ヘテロ環を有するエポキシ樹脂などがあげら
れるが、これらに限定されない。これらのエポキシ樹脂
は単独または2種以上の混合物として用いられる。
【0015】また、本発明で用いられる(B)成分であ
る特定構造のビスアルケニル置換ナジイミドは、一般式
[1]
【化7】 {式中、R1およびR2はそれぞれ独立に選ばれた水素ま
たはメチル基、Eは一般式[2]
【化8】 (式中、aは0または1の整数、R3およびR3'はそれ
ぞれ独立に選ばれたC1〜C4のアルキレン基またはC5
〜C8のシクロアルキレン基を表す。)で表されるアル
キレン・フェニレン基を表す。}で表されるビスアルケ
ニル置換ナジイミドで、それは一般式[3]
【化9】 (式中、R1およびR2はそれぞれ独立に選ばれた水素ま
たはメチル基を表す。)で表されるアルケニル置換ビシ
クロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカル
ボン酸無水物誘導体(以下、「アルケニル置換ナジック
酸無水物誘導体」と略す。)と、一般式[4]
【化10】 {式中、Eは一般式[2]
【化11】 (式中、aは0または1の整数、R3およびR3'はそれ
ぞれ独立に選ばれたC1〜C4のアルキレン基またはC5
〜C8のシクロアルキレン基を表す。)で表されるアル
キレン・フェニレン基を表す。}で表される特定構造の
ジアミンとの反応によて合成される。
【0016】一般式[3]で表されるアルケニル置換ナ
ジック酸無水物誘導体の代表的なものとして、たとえ
ば、アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−
2,3−ジカルボン酸無水物、メタリルビシクロ[2.
2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水
物、アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−
エン−2,3−ジカルボン酸無水物およびメタリルメチ
ルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−
ジカルボン酸無水物があげられる。
【0017】 また、一般式[4]で表されるジアミン
として、Eが、フェニレン・アルキレン構造の、たとえ
ば、フェニレン・メチレン基(ここで、フェニレンは、
o−、m−またはp−のいずれの結合形態でもよく、以
下同様とする。)、フェニレン・エチレン基、フェニレ
ン・トリメチレン基、フェニレン・テトラメチレン基、
フェニレン・ブチリデン基、フェニレン・s−ブチリデ
ン基、フェニレン・1,2−ジメチルエチレン基、フェ
ニレン・1,1−ジメチルエチレン基、フェニレン・
1,2−シクロペンレン基、フェニレン・1,3−シ
クロペンレン基、フェニレン・1,4−シクロペン
レン基、フェニレン・2−メチル−1,4−シクロペン
レン基、フェニレン・2,3−ジメチル−1,4−シ
クロペンレン基、フェニレン・1,2−シクロヘキ
レン基、フェニレン・1,4−シクロヘキレン基、フ
ェニレン・2−メチル−1,3−シクロヘキレン基、
フェニレン・3−メチル−1,4−シクロヘキレン
基、フェニレン・3−エチル−1,4−シクロヘキ
ン基、フェニレン・1,3−シクロヘプレン基、フェ
ニレン・3−メチル−1,4−シクロヘプレン基、フ
ェニレン・4−メチル−1,3−シクロヘプレン基、
フェニレン・1,3−シクロオクレン基、フェニレン
・1,4−シクロオクレン基等、またアルキレン・フ
ェニレン・アルキレン構造の、たとえばo−、m−また
はp−キシリレン基、メチレン・フェニレン・エチレン
基、エチレン・フェニレン・エチレン基、メチレン・フ
ェニレン・トリメチレン基、メチレン・フェニレン・
1,2−ジメチルエチレン基、メチレン・フェニレン・
1,4−シクロペンレン基、エチレン・フェニレン・
ブチリデン基、エチレン・フェニレン・エチレン基、エ
チレン・フェニレン・1,3−シクロペンレン基、ブ
チリデン・フェニレン・ブチリデン基、トリメチレン・
フェニレン・s−ブチリデン基、トリメチレン・フェニ
レン・1,3−シクロオクレン基、1,4−シクロペ
レン・フェニレン・1,4−シクロペンレン基、
1,3−シクロペンレン・フェニレン・3−エチル−
1,4−シクロヘキレン基、1,3−シクロオク
ン・フェニレン・1,3−シクロオクレン基、1,4
−シクロヘキレン・フェニレン・1,3−シクロオク
レン基等があげられるが、これらに限定されない。
【0018】本発明で用いられる一般式[1]で表され
るビスアルケニル置換ナジイミドの合成は、従来のビス
アルケニル置換ナジイミドの合成法に従えばよい。すな
わち、上記のアルケニル置換ナジック酸無水物誘導体と
ジアミンを、溶媒の存在下、または不存在下、80〜2
20℃の温度で、0.5〜20時間保持することによ
り、両成分が化学量論的に反応し、本発明のビスアルケ
ニル置換ナジイミドが合成される。溶媒の存在下で合成
する場合の溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレ
ン、メチルナフタレン、テトラリン、クロロホルム、ト
リクレン、テトラクロロエチレン、クロロベンゼン、ジ
オキサン、テトラヒドロフラン、アニソール、アセト
ン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ア
セトフェノン、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチ
ルスルホキシドおよびN−メチルピロリドン等があげら
れる。
【0019】また、本発明のビスアルケニル置換ナジイ
ミドは、その範疇に属する個々の化合物を単独で用いて
もよいし、2種以上を混合して用いてもよいし、さらに
はオリゴマーとして用いることもできる。
【0020】また、(A)成分のエポキシ樹脂と(B)
成分のビスアルケニル置換ナジイミドとは相溶性が良好
であるので、任意の割合で混合できるが、組成物の作業
性と硬化後の物性、特に耐熱性と機械的強度のバランス
を考慮して(A)成分100重量部に対して(B)成分
10〜500重量部、好ましくは20〜300重量部の
範囲の割合で用いるのが適当である。
【0021】また、本発明で用いられる(C)成分の硬
化触媒系の1つである1)異節環状アミンまたは第三級
アミンのうち、異節環状アミンとしては、たとえば、イ
ミダゾールおよびそのアルキル基、アルケニル基、フェ
ニル基またはベンジル基置換イミダゾール、たとえば1
−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダ
ゾール、2−ビニルイミダゾール、2−フェニルイミダ
ゾール、1−プロペニル−2−フェニルイミダゾール、
1−プロペニル−4−フェニルイミダゾール、2−フェ
ニル−4−メチルイミダゾール、1−(3−アミノプロ
ピル)−イミダゾール等、N−アシル置換イミダゾー
ル、たとえば1−(2,4,6−トリメチルベンゾイ
ル)−2−フェニルイミダゾール、1−(2,6−ジク
ロロベンゾイル)−2−メチルイミダゾール、1−
(2,6−ジクロロベンゾイル)−フェニルイミダゾー
ル、1−(2,6−ジクロロベンゾイル)−2−エチル
−4−メチルイミダゾール、1−(2,6−ジクロロベ
ンゾイル)−4−フェニルイミダゾール、1−(2−ク
ロロ−6−ニトロベンゾイル)−2−エチルイミダゾー
ル、1−ペンタクロロベンゾイル−2−メチルイミダゾ
ール、1−ペンタクロロベンゾイル−2−フェニルイミ
ダゾール等、またはピリジン、ジメチルアミノピリジ
ン、ピペリジンおよびピペラジン等があげられ、第三級
アミンとしては、たとえばトリエチルアミン、ジエチル
アミノプロピルアミン、ジエチルアミノエチルアミン、
ジメチルアミノベンジルアミン、1,6−ビス−(ジメ
チルアミノ)−ヘキサン、トリエタノールアミン、N,
N−ジメチルアニリン、N,N−ジメチルベンジルアミ
ン、N,N−ジエチルベンジルアミン、N,N−ジメチ
ルアミノベンズアルデヒドおよびトリス(ジメチルアミ
ノメチル)フェノール等があげられるが、これらに限定
されない。
【0022】本発明で用いられる(C)成分の硬化触媒
系の1つである2)異節環状アミンまたは第三級アミン
のルイス酸錯体の、ルイス酸としては、たとえばB
3、BCl3、AlCl3、FeCl3、TiCl4およ
びSnCl4等、好ましくはBF3およびBCl3があげ
られるが、これらに限定されない。
【0023】本発明で用いられる(C)成分の硬化触媒
系の1つである3)オニウム塩としては、アンモニウム
化合物[R4N]+-、(Rは、置換または無置換芳香
族基または、直鎖または分岐鎖アルキルまたはアルケニ
ル基を表し、それらはそれぞれ独立に選ばれる。また、
-は親核性の弱いまたは親核性のないアニオンを表
す。以下同様。)、ホスホニウム化合物[R4P]
+-、アルソニウム化合物[R4As]+-、スチボニ
ウム化合物[R4Sb]+-、オキソニウム化合物[R3
O]+-、スルホニウム化合物[R3S]+-、セレノ
ニウム化合物[R3Se]+-、スタンノニウム化合物
[R3Sn]+-、およびヨードニウム化合物[R2I]
+-等があげられ、好ましくはヨードニウム化合物[R
2I]+-があげられる。ヨードニウム化合物の代表的
なものとして、たとえば、ジフェニルヨードニウムクロ
リド、ジフェニルヨードニウムブロミド、ジフェニルヨ
ードニウムパークロレート、ジフェニルヨードニウムテ
トラフルオロボレート、ジフェニルヨードニウムヘキサ
フルオロアルセネート、ジフェニルヨードニウムヘキサ
フルオロホスフェート、ジフェニルヨードニウムヘキサ
フルオロアンチモネート、(p−メトキシフェニル)フ
ェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、ジ(2−
ニトロフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロアルセネ
ート、ジ(p−トリル)ヨードニウムヘキサフルオロホ
スフェートおよびジ(p−クロロフェニル)ヨードニウ
ヘキサフルオロアルセネート等があげられるが、これら
に限定されない。
【0024】また、本発明で用いられる(C)成分の硬
化触媒系の1つである4)オニウム塩および弱い還元剤
または安息香酸銅のうち、弱い還元剤としては、一般式
[5]
【化12】 で表されるα−ヒドロキシケトン類または、その互変異
性体であるエンジオール類があげられ、その代表的なも
のとして、アスコルビン酸、ベンゾイン、アニソイン、
4,4´−ジクロロベンゾイン、フロインおよびα−ピ
リドイン等があげられるが、これらに限定されない。ま
た、安息香酸銅としては、1または2価の安息香酸銅が
使用される。これら弱い還元剤または安息香酸銅の使用
量は、オニウム塩1重量部に対して0.05〜2重量
部、好ましくは0.1〜1重量部である。
【0025】本発明において、(C)成分の硬化触媒の
添加量は特に制限されず広い範囲内で適宜選択すれば良
いが、通常前記(A)成分、(B)成分の合計量100
重量部に対して0.1〜8重量部、好ましくは0.2〜
5重量部使用する。
【0026】本発明の組成物は、通常の調製法により調
製することができる。たとえば、無溶媒下で各成分を溶
融混合する方法や、溶媒存在下に各成分を溶解混合した
後、必要に応じて溶媒を除去する方法等が採用される。
溶媒存在下で調製する場合の溶媒としては、前記ビスア
ルケニル置換ナジイミドの合成に用いられるものと同様
のものが用いられる。
【0027】本発明の組成物は、種々の用途に用いるこ
とができる。たとえば、本発明の組成物を成形物とする
場合は、該組成物を、注型成形、射出成形または圧縮成
形等の成形法を用い、120〜280℃、好ましくは1
50〜260℃の温度で、0.01〜10時間、好まし
くは0.05〜8時間加熱することによって硬化させて
成形物とすることができる。また、コーティング剤また
は塗料として使用する場合は、該組成物を、金属、ガラ
ス、セラミックまたはプラスチック等の基材に塗布し、
必要に応じて溶媒を除去した後、120〜300℃、好
ましくは150〜280℃の温度で、0.005〜10
時間、好ましくは0.01〜8時間加熱することによっ
て硬化させ、薄膜、被覆膜とすることができる。
【0028】上記のようにして得られた成形物、薄膜お
よび被覆膜は、必要に応じて200〜280℃の温度
で、0.5〜30時間さらに熱処理してもよい。
【0029】また、本発明の組成物は、接着剤、充填
材、有機、無機物の結合材としても使用することが可能
である。
【0030】また、本発明の組成物は、複合材用マトリ
ックス樹脂としても有用であり、各種充填材、たとえば
ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、セラミック繊維、リ
ン酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、
水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化アンチ
モン、石膏、シリカ、アルミナ、クレー、タルク、石英
粉末およびカーボンブラック等を本発明の組成物100
重量部に対し10〜500部混合しても差し支えない。
【0031】
【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明するが、本発明の内容は、これらによって限定される
ものではない。
【0032】実施例1〜5 N,N´−m−キシリレン−ビス(アリルビシクロ
[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキ
シイミド)(以下、BANI−mXと略す。)50重量
部およびエポキシ樹脂(EP828;油化シェルエポキ
シ社製品エピコート828、以下同様)50重量部から
なる混合物に、表1に示す異節環状アミンまたは第三級
アミン、またはそのルイス酸錯体2重量部を均一に混合
し、その1部を200℃の空気に暴露したホットプレー
ト上に乗せ、その温度を保ちながらかき混ぜ、ゲル化時
間を測定したところ、表1のような結果が得られた。
【0033】 表1 異節環状アミンまたは第三級アミン、 またはそのルイス酸錯体 ゲル化時間 実施例1 イミダゾール 1分30秒 実施例2 2−メチルイミダゾール 2分00秒 実施例3 2−フェニルイミダゾール 4分00秒 実施例4 N,N−ジメチルアニリン 8分00秒 実施例5 ピペリジン・BF3錯体 7分00秒
【0034】実施例6〜7 BANI−mX50重量部および表2に示すエポキシ樹
脂(油化シェルエポキシ社製品)50重量部からなる混
合物に、2−フェニルイミダゾール2重量部を均一に混
合し、その1部を200℃の空気に暴露したホットプレ
ート上に乗せ、その温度を保ちながらかき混ぜ、ゲル化
時間を測定したところ、表2のような結果が得られた。
【0035】 表2 エポキシ樹脂 ゲル化時間 実施例6 EP180S65(エピコート180S65、 以下同様) 2分00秒 実施例7 EP1001(エピコート1001、以下同様) 3分10秒
【0036】実施例8〜9 BANI−mX50重量部およびエポキシ樹脂(EP8
28)50重量部からなる混合物に、表3に示すオニウ
ム塩、オニウム塩に弱い還元剤を加えた触媒を均一に混
合し、その1部を200℃の空気に暴露したホットプレ
ート上に乗せ、その温度を保ちながらかき混ぜ、ゲル化
時間を測定したところ、表3のような結果が得られた。
【0037】 表3 オニウム塩 弱い還元剤 ゲル化時間 実施例8 ジフェニルヨードニウム テトラフルオロボレート 2重量部 − 4分00秒 実施例9 ジフェニルヨードニウム テトラフルオロボレート ベンゾイン 1.6重量部 0.4重量部 3分50秒
【0038】実施例10〜11 BANI−mX50重量部および表4に示すエポキシ樹
脂50重量部からなる混合物に、ジフェニルヨードニウ
ムテトラフルオロボレート2重量部を均一に混合し、そ
の1部を200℃の空気に暴露したホットプレート上に
乗せ、その温度を保ちながらかき混ぜ、ゲル化時間を測
定したところ、表4のような結果が得られた。
【0039】 表4 エポキシ樹脂 ゲル化時間 実施例10 EP180S65 2分00秒 実施例11 EP1001 3分30秒
【0040】実施例12〜13 BANI−mX50重量部および表5に示すエポキシ樹
脂50重量部からなる混合物に、ジフェニルヨードニウ
ムテトラフルオロボレート1.6重量部およびベンゾイ
ン0.4重量部を均一に混合し、その1部を200℃の
空気に暴露したホットプレート上に乗せ、その温度を保
ちながらかき混ぜ、ゲル化時間を測定したところ、表5
のような結果が得られた。
【0041】 表5 エポキシ樹脂 ゲル化時間 実施例12 EP180S65 1分00秒 実施例13 EP1001 5分30秒
【0042】実施例14〜16 エポキシ樹脂(EP828)50重量部および表6に示
すアルケニル置換ナジイミド50重量部からなる混合物
に、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェー
ト0.8重量部、ジフェニルヨードニウムテトラフルオ
ロボレート0.8重量部およびベンゾイン0.4重量部
を均一に混合し、その1部を200℃の空気に暴露した
ホットプレート上に乗せ、その温度を保ちながらかき混
ぜ、ゲル化時間を測定したところ、表6のような結果が
得られた。
【0043】 表6 アルケニル置換ナジイミド ゲル化時間 実施例14 BANI−mX 4分00秒 実施例15 N,N´−p−キシリレン−ビス (アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5− エン−2,3−ジカルボキシイミド) 3分50秒 実施例16 N,N´−(p−フェニレン)・エチレン− ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト− 5−エン−2,3−ジカルボキシイミド) 4分20秒
【0044】実施例17〜18 BANI−mX50重量部および表7に示すエポキシ樹
脂50重量部からなる混合物に、ジフェニルヨードニウ
ムヘキサフルオロホスフェート0.8重量部、ジフェニ
ルヨードニウムテトラフルオロボレート0.8重量部お
よびベンゾイン0.4重量部を均一に混合し、その1部
を200℃の空気に暴露したホットプレート上に乗せ、
その温度を保ちながらかき混ぜ、ゲル化時間を測定した
ところ、表7のような結果が得られた。
【0045】 表7 エポキシ樹脂 ゲル化時間 実施例17 EP180S65 2分50秒 実施例18 EP1001 4分00秒
【0046】実施例19 BANI−mX70重量部およびエポキシ樹脂(EP8
28)30重量部からなる混合物に、ジフェニルヨード
ニウムヘキサフルオロホスフェート0.8重量部、ジフ
ェニルヨードニウムテトラフルオロボレート0.8重量
部およびアスコルビン酸0.4重量部を均一に混合し、
その1部を200℃の空気に暴露したホットプレート上
に乗せ、その温度を保ちながらかき混ぜ、ゲル化時間を
測定したところ、18分00秒であった。
【0047】実施例20 BANI−mX30重量部およびエポキシ樹脂(EP8
28)70重量部からなる混合物に、ジフェニルヨード
ニウムヘキサフルオロホスフェート0.8重量部、ジフ
ェニルヨードニウムテトラフルオロボレート0.8重量
部およびベンゾイン0.4重量部を均一に混合し、その
1部を200℃の空気に暴露したホットプレート上に乗
せ、その温度を保ちながらかき混ぜ、ゲル化時間を測定
したところ、3分50秒であった。
【0048】実施例21 BANI−mX70重量部およびエポキシ樹脂(EP8
28)30重量部からなる混合物に、ジフェニルヨード
ニウムヘキサフルオロホスフェート0.8重量部、ジフ
ェニルヨードニウムテトラフルオロボレート0.8重量
部および安息香酸銅(II)0.4重量部を均一に混合
し、その1部を200℃の空気に暴露したホットプレー
ト上に乗せ、その温度を保ちながらかき混ぜ、ゲル化時
間を測定したところ、4分00秒であった。
【0049】実施例22 BANI−mX30重量部およびエポキシ樹脂(EP8
28)70重量部を150℃のオイルバス中で加熱溶融
し、それに2−フェニルイミダゾール2重量部を加えて
均一にかき混ぜた。つぎにそれを減圧脱気した後、型に
流し込み、大気中、200℃で2時間加熱硬化した。硬
化物から試験片を切り出し物性試験したところ、ガラス
転移温度(Tg、TMA法):131℃、曲げ強度:1
7.4Kg/mm2、曲げ弾性率:287Kg/mm2
あった。
【0050】実施例23 実施例22で得られた硬化物について、さらに大気中、
250℃で2時間の熱処理を施した後、試験片を切り出
し物性試験したところ、ガラス転移温度(Tg、TMA
法):142℃、曲げ強度:18.7Kg/mm2、曲
げ弾性率:312Kg/mm2であった。
【0051】比較例1 ビス{4−(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5
−エン−2,3−ジカルボキシイミド)フェニル}メタ
ン(融点92℃)30重量部およびエポキシ樹脂(EP
828)70重量部を150℃のオイルバス中で加熱溶
融し、それに2−フェニルイミダゾール2重量部を加え
て均一にかき混ぜた。つぎにそれを減圧脱気した後、型
に流し込み、大気中、200℃で2時間加熱硬化した。
硬化物から試験片を切り出し物性試験したところ、ガラ
ス転移温度(Tg、TMA法):130℃、曲げ強度:
13.2Kg/mm2、曲げ弾性率:313Kg/mm2
であった。
【0052】実施例24 BANI−mX30重量部およびエポキシ樹脂(EP1
001)70重量部を150℃のオイルバス中で加熱溶
融し、それに1−(2,6−ジクロロベンゾイル)−2
−エチルイミダゾール2重量部を加えて均一にかき混ぜ
た。つぎにそれを減圧脱気した後、型に流し込み、大気
中、200℃で2時間、さらに250℃で2時間加熱硬
化した。硬化物から試験片を切り出し物性試験したとこ
ろ、ガラス転移温度(Tg、TMA法):116℃、曲
げ強度:16.0Kg/mm2、曲げ弾性率:294K
g/mm2であった。
【0053】実施例25 BANI−mX30重量部およびエポキシ樹脂(EP8
28)70重量部を150℃のオイルバス中で加熱溶融
し、それにジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホス
フェート0.8重量部、ジフェニルヨードニウムテトラ
フルオロボレート0.8重量部およびベンゾイン0.4
重量部を加えて均一にかき混ぜた。つぎにそれを減圧脱
気した後、型に流し込み、大気中、200℃で2時間加
熱硬化した。硬化物から試験片を切り出し物性試験した
ところ、ガラス転移温度(Tg、TMA法):90℃、
曲げ強度:15.9Kg/mm2、曲げ弾性率:341
Kg/mm2、5%重量減少温度:326℃(TGA
法、窒素気流中、昇温速度:10℃/min)であっ
た。
【0054】実施例26 実施例25において、硬化条件を200℃で2時間の代
わりに、200℃で12時間にする以外は、実施例25
と全く同様な操作を施して得られた硬化物の物性試験を
行ったところ、ガラス転移温度(Tg、TMA法):1
07℃、曲げ強度:15.6Kg/mm2、曲げ弾性
率:330Kg/mm2であった。
【0055】実施例27 実施例25において、硬化条件を200℃で2時間の代
わりに、200℃で2時間、引き続いて250℃で2時
間にする以外は、実施例25と全く同様な操作を施して
得られた硬化物の物性試験を行ったところ、ガラス転移
温度(Tg、TMA法):141℃、曲げ強度:16.
0Kg/mm2、曲げ弾性率:315Kg/mm2、5%
重量減少温度:357℃(TGA法、窒素気流中、昇温
速度:10℃/min)であった。
【0056】比較例2 ビス{4−(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5
−エン−2,3−ジカルボキシイミド)フェニル}メタ
ン(融点75℃)30重量部およびエポキシ樹脂(EP
828)70重量部を150℃のオイルバス中で加熱溶
融し、それにジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホ
スフェート0.8重量部、ジフェニルヨードニウムテト
ラフルオロボレート0.8重量部およびベンゾイン0.
4重量部を加えて均一にかき混ぜた。つぎにそれを減圧
脱気した後、型に流し込み、大気中、200℃で2時
間、引き続いて250℃で2時間加熱硬化した。硬化物
から試験片を切り出し物性試験したところ、ガラス転移
温度(Tg、TMA法):144℃、曲げ強度:12.
0Kg/mm2、曲げ弾性率:380Kg/mm2であっ
た。
【0057】実施例28 BANI−mX50重量部およびエポキシ樹脂(EP8
28)50重量部を150℃のオイルバス中で加熱溶融
し、それにジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホス
フェート0.8重量部、ジフェニルヨードニウムテトラ
フルオロボレート0.8重量部およびベンゾイン0.4
重量部を加えて均一にかき混ぜた。つぎにそれを減圧脱
気した後、型に流し込み、大気中、200℃で2時間、
引き続いて250℃で2時間加熱硬化した。硬化物から
試験片を切り出し物性試験したところ、ガラス転移温度
(Tg、TMA法):141℃、曲げ強度:16.8K
g/mm2、曲げ弾性率:373Kg/mm2、5%重量
減少温度:372℃(TGA法、窒素気流中、昇温速
度:10℃/min)であった。
【0058】実施例29 BANI−mX30重量部およびエポキシ樹脂(EP1
80S65)70重量部を150℃のオイルバス中で加
熱溶融し、それにジフェニルヨードニウムヘキサフルオ
ロホスフェート0.8重量部、ジフェニルヨードニウム
テトラフルオロボレート0.8重量部およびベンゾイン
0.4重量部を加えて均一にかき混ぜた。つぎにそれを
減圧脱気した後、型に流し込み、大気中、200℃で2
時間、引き続いて250℃で2時間加熱硬化した。硬化
物から試験片を切り出し物性試験したところ、ガラス転
移温度(Tg、TMA法):125℃、曲げ強度:1
3.5Kg/mm2、曲げ弾性率:356Kg/mm2
5%重量減少温度:378℃(TGA法、窒素気流中、
昇温速度:10℃/min)であった。
【0059】実施例30 BANI−mX70重量部およびエポキシ樹脂(EP1
80S65)30重量部を150℃のオイルバス中で加
熱溶融し、それにジフェニルヨードニウムヘキサフルオ
ロホスフェート0.8重量部、ジフェニルヨードニウム
テトラフルオロボレート0.8重量部およびベンゾイン
0.4重量部を加えて均一にかき混ぜた。つぎにそれを
減圧脱気した後、型に流し込み、大気中、200℃で2
時間、引き続いて250℃で2時間加熱硬化した。硬化
物から試験片を切り出し物性試験したところ、ガラス転
移温度(Tg、TMA法):140℃、曲げ強度:1
0.0Kg/mm2、曲げ弾性率:403Kg/mm2
5%重量減少温度:386℃(TGA法、窒素気流中、
昇温速度:10℃/min)であった。
【0060】実施例31 BANI−mX30重量部およびエポキシ樹脂(EP1
001)70重量部を150℃のオイルバス中で加熱溶
融し、それにジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホ
スフェート0.8重量部、ジフェニルヨードニウムテト
ラフルオロボレート0.8重量部およびベンゾイン0.
4重量部を加えて均一にかき混ぜた。つぎにそれを減圧
脱気した後、型に流し込み、大気中、200℃で2時間
加、引き続いて250℃で2時間熱硬化した。硬化物か
ら試験片を切り出し物性試験したところ、ガラス転移温
度(Tg、TMA法):100℃、荷重たわみ温度:1
18℃、曲げ強度:17.1Kg/mm2、曲げ弾性
率:295Kg/mm2、5%重量減少温度:393℃
(TGA法、窒素気流中、昇温速度:10℃/min)
であった。
【0061】実施例32 N,N´−(p−フェニレン)・エチレン−ビス(アリ
ルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−
ジカルボキシイミド)30重量部およびエポキシ樹脂
(EP1001)70重量部を150℃のオイルバス中
で加熱溶融し、それにジフェニルヨードニウムテトラフ
ルオロボレート2重量部を加えて均一にかき混ぜた。つ
ぎにそれを減圧脱気した後、型に流し込み、大気中、2
00℃で2時間、引き続いて250℃で2時間加熱硬化
した。硬化物から試験片を切り出し物性試験したとこ
ろ、ガラス転移温度(Tg、TMA法):138℃、曲
げ強度:16.3Kg/mm2、曲げ弾性率:310K
g/mm2であった。
【0062】
【発明の効果】本発明の熱硬化性樹脂組成物は、各成分
の相溶性、貯蔵安定性に優れ、また、比較的低い温度
で、かつ短時間で硬化するので、種々の用途において作
業性に優れている。しかも、従来のエポキシ樹脂とビス
アルケニル置換ナジイミドの樹脂組成物に比べて、金属
等に対する接着性、密着性、耐熱性、および力学的性
質、特に機械的強度が優れた硬化物を与える。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)エポキシ樹脂、(B)一般式
    [1] 【化1】 {式中、R1およびR2はそれぞれ独立に選ばれた水素ま
    たはメチル基、Eは一般式[2] 【化2】 (式中、aは0または1の整数、R3およびR3'はそれ
    ぞれ独立に選ばれたC1〜C4のアルキレン基またはC5
    〜C8のシクロアルキレン基を表す。)で表されるアル
    キレン・フェニレン基を表す。}で表されるビスアルケ
    ニル置換ナジイミド、および(C)硬化触媒を必須成分
    として含有することを特徴とする熱硬化性樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 硬化触媒が、1)異節環状アミンまたは
    第三級アミン、2)異節環状アミンまたは第三級アミン
    のルイス酸錯体、3)オニウム塩、または4)オニウム
    塩および弱い還元剤または安息香酸銅である請求項1記
    載の熱硬化性樹脂組成物。
  3. 【請求項3】 (A)エポキシ樹脂100重量部に対し
    て、(B)一般式[1] 【化3】 {式中、R1およびR2はそれぞれ独立に選ばれた水素ま
    たはメチル基、Eは、一般式[2] 【化4】 (式中、aは0または1の整数、R3およびR3'はそれ
    ぞれ独立に選ばれたC1〜C4のアルキレン基またはC5
    〜C8のシクロアルキレン基を表す。)で表されるアル
    キレン・フェニレン基を表す。}で表されるビスアルケ
    ニル置換ナジイミド10〜500重量部を配合すること
    を特徴とする請求項1または2記載の熱硬化性樹脂組成
    物。
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